(57)【要約】【課題】  本発明は、リソグラフィパターン形成に関し、特に、超微細な磁極幅、精密パターンを実現するレチクル、およびそれによる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するものである。【解決手段】  薄膜磁気ヘッドの書き込み用磁極形成するためのレチクルにおいて、主磁極部の幅を形成する部分を半遮光部と透過部とで形成し、半遮光部と半遮光部の間の透過部に露光光の位相シフタを設ける。  または、位相シフタは２箇所として、それぞれ両側の遮光部に近接して設ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜磁気ヘッドの書き込み用磁極形成するためのレチクルであって、
主磁極部の幅を形成する部分に、ある程度の透過性を有する材料を用いて半透過部とし、半遮光部と半遮光部の間の透過部に露光光の位相をシフトさせる部分を設けることを特徴とするレチクル。
【請求項２】
請求項１に記載のレチクルであって、
位相をシフトさせる部分は２箇所に設け、それぞれ両側の半遮光部に近接していることを特徴とするレチクル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のレチクルを使用して薄膜磁気ヘッドを製造する方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のレチクルを使用して製造した薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィパターン形成に関し、特に、超微細コア幅の形成、精密パターンを実現するレチクル、およびそれによる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置で用いられる薄膜磁気ヘッドの書き込み用磁極形成には、薄膜形成技術とリソグラフィが用いられる。現在主流となっているGMR方式やTMR方式の薄膜磁気ヘッドでは、一般的に再生ヘッド部分と磁気コイル部分とが形成された基板上に、めっきベースとなる磁性薄膜をスパッタ法により形成した後、レジストに磁極のコアとなる形のパターンを形成し、コア部分の開口パターンに磁性膜めっきを成長させた後、レジストを除去して書き込み用磁極を形成する。
【０００３】
書き込み用磁極のレジストパターンの形成には、レジストの塗付、ベーク、露光及び現像というプロセスが用いられている。このパターン形成は、電子デバイスの製造に一般に用いられる技術である。薄膜磁気ヘッドの製造のためにはレジストに微細なパターンを形成することが要求され、微細なパターン形成のため、今後、水銀ランプのi線、ＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ2エキシマレーザ光と短波長化する。
【０００４】
この改善策として、位相シフタを用いる方法がある。
【特許文献１】特開２００３−１７７５４９号公報
【特許文献２】特開２００４−１３９４４号公報  後述するように、これらの遮光部に重ねて位相シフタを設置する方法は、パターンのコントラストはよくなるが、レジストに到達する光量が不足する。また、制御するパラメータが多くなり、精度良く制御することが困難になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超微細加工では、露光光が短波長化するに伴い、レチクルの遮光部へ透過部から光の回り込みが発生してしまい微細開孔は困難となる。これを避けるため遮光部に位相シフタを併用するとパターンのコントラストはよくなるが、レジストに到達する光量が不足し、結局微細パターンを精度良く感光させることができない。また、レチクルの製造の困難性が高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
薄膜磁気ヘッドの書き込み用磁極を形成するためのレチクルにおいて、主磁極部の幅を形成する遮光部と遮光部の間の透過部に露光光の位相シフタを設ける。
【０００７】
また、遮光部は完全遮光ではなくある程度の透過性をもつ材料を使用し、半遮光部とする。すなわち、主磁極部の幅を形成する部分を半遮光部と透過部とで構成し、半遮光部と半遮光部の間の透過部に位相シフタを設ける。
【０００８】
位相シフタの両端は両側の遮光部または半遮光部に近接させる。
【０００９】
または位相シフタは２箇所として、それぞれ両側の遮光部または半遮光部に近接して設ける。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のレチクルは、解像度を高くできるので超微細加工に適している。遮光部と透過部の境界部の露光コントラストを高くすると同時に透過光量を多くできるので、パターンを明瞭に感光させることができる。高密度記録に対応する磁気ヘッドの精度を高くできるので、良好な書き込み特性を得ることができる。従って、垂直記録型の磁気ヘッドにも適用できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
(実施例１)
以下、図面を参照して、本発明のレチクルの構造の実施例について説明する。
【００１２】
図１に薄膜磁気ヘッドの概略断面図を示す。同図に示す薄膜磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果ヘッド６と記録用のインダクティブヘッド１２とが一体に形成された複合ヘッドであり、一般的なものであるので詳細は省略する。
【００１３】
基板１の表面には、下部シールド２及び上部シールド３間に、磁気抵抗効果ヘッド６が形成されている。上部シールド３上に、インダクティブヘッド１２（書き込みヘッド）が形成されている。すなわち、上部シールド３上にはライトギャップ層９が堆積形成され、ライトギャップ層９上には、絶縁層を介して磁気コイル１０が堆積形成され、磁気コイル１０を覆う絶縁層が堆積形成されている（図示省略）。さらに、ライトギャップ層９上のポール部１１ａ及び磁気コイル１０を覆う絶縁層上のヨーク部１１ｂを有する書き込み用磁極１１が堆積形成される。この書き込み用磁極１１のポール部１１ａの幅を精密に形成する必要がある。
【００１４】
図２に記録ヘッド部の製造工程を簡単に示す。
【００１５】
（ａ）磁性薄膜１３上に化学増幅型レジスト１４を塗布し、プリベークを行う。これにレチクル100を通してエキシマレーザ光を照射すると、照射された部分はレーザ光を吸収して、化学的に活性な物質が生成される。この活性物質をアルカリ性の現像液で現像する。
（ｂ）これによりレジストにはレチクルのパターンにそった開口パターン（14ａ）ができる。それが磁極のパターンであり、そこに書き込み用の磁極となる磁性膜（15）を形成する。
（ｄ）その後レジストを除去する。
【００１６】
本発明のレチクルについて、以下に通常型のレチクルと比較して説明する。
【００１７】
図３（ａ）に通常型のレチクル、（ｂ）にＡ−Ａ’における断面構造と露光光の強度分布を示す。このレチクルは、遮光部ＳをＣｒ等の金属膜で構成している。図３（b）に示すように、パターンが微細化すると光の回折効果により、透過部分を通過した光は遮光領域に回り込むため、露光領域と遮光領域との差が不明瞭になる。従って、磁極が微細化するほど磁極の幅がばらつきやすくなるので、歩留まりが悪く、書き込み特性も悪くなる。
【００１８】
図４（ａ）に位相シフタを併用した従来のレチクル、（ｂ）にその断面構造と露光光の強度分布を示す。これによれば、図３のものより露光領域と遮光領域とのコントラストが明瞭にはなるが、位相シフタのエッジでの光の相殺により露光光量の絶対値は小さくなり、レジストを確実に感光させることが困難になる。レジストの感光特性のばらつきなどによりパターンの精度もばらつくことになる。特に、記録ヘッドの形成において磁極幅がばらつきやすく、書き込み特性が悪いことが多かった。
【００１９】
図５（ａ）に本発明のレチクル、（ｂ）にその断面構造と露光光の強度分布を示す。図５（ａ）に示すように、パターン部分はある程度の光透過性をもった半遮光部とし、透過部分に露光光の位相がシフトする部分（位相シフタ）を半遮光部との間隔を狭くして設ける。位相シフタとしてはハーフトーン、エッジ強調型、掘り込み型などで形成する。
【００２０】
図５（ｂ）に示すように、レチクルを透過した露光光のプロファイルは良好である。従って、レジストパターンの解像性は良好となり、微細な磁極幅も確実に形成できる。
【００２１】
半遮光部は、ある程度露光光を透過する（２〜70％）膜である。半遮光部と位相シフタとの間隔は0.01〜2.5μmの範囲であることが望ましい。また、位相シフタの幅は0.04〜2.5μmの範囲であることが望ましい。
【００２２】
露光方法は輪帯照明法や開口照明法等の変形照明を用いて露光することができる。
【００２３】
露光光としては、水銀ランプのi線、エキシマレーザ、特にKrFまたはArFエキシマレーザを使用できる。
【００２４】
(実施例２)
図６は、第２の実施例のレチクル構造を示す。
【００２５】
第１の実施例では透過部に半遮光部からわずかに離して１つの位相シフト部を設けたのに対し、本例は半遮光部に近い位置に２つの位相シフト部を形成した。この場合の露光光のプロファイルも良好である。
【００２６】
図７に位相シフタを併用した従来のレチクルと本発明のレチクルとの露光強度分布を示す。（ａ）はレチクルであり、（ｂ）は露光強度分布である。従来Ｑは全体に光強度が低く本発明Ｒでは充分な露光強度が得られる。なお、レジストはある程度以上の露光強度がないと感光しないため半遮蔽部を通過した光による感光はない。
【００２７】
レチクルの細部構造を図８に示す。
A)  一般的に、レベンソン型位相シフトマスクは、図８（ａ）に示すように遮光パターン部２１側に位相シフタ３１が位置している。露光光は(1)〜(3)の領域を通り、(1)と(2)の境界で位相がキャンセルされ露光コントラストが向上することになる。
【００２８】
レチクル上の位相シフタ領域は(2)と(3)であり、スケーリングとしてSとdに示すサイズが重要となる。しかし、シフタ製造性及び位相制御性を考慮すると、Lとd、つまり(1)と(2)の領域がレチクル特性上、重要となる。
【００２９】
(3)は膜厚が不均一で製造制御性も低いことから、レチクル特性上の困難領域となる。
【００３０】
超微細化が進むとスケーリング上のＳが小さくなるが、製造上の理由からＬが主に小さくなり、位相シフタ上、(3)の占める比率が高くなる。前述の困難領域(3)が位相シフタとして支配的となることから、レチクルの特性は劣化してしまう。
【００３１】
つまり位相シフトマスクとしての機能が低下し、解像力が低下してしまう。
B)  パターン部にある程度の透過率をもたせた場合（半遮光）
図８（ｂ）に示す通り、パターン部の(5)と、位相シフタがパターン部の上部に位置している領域(4)も露光光として寄与する。また領域(4)も位相変調した露光光である。露光光の位相変調性は(1)〜(5)のそれぞれで異なる。A)に比べ、レチクル特性上、制御因子が多い。
因みに、A)やB)のタイプで掘り込み型位相シフタを形成すると図８（C）のようになる。Ｓのサイズや掘り込み形状の制御等、微細化は困難である。
C)  位相シフタがパターン部の内側にある場合
図８（d）に示すように構造が簡単である。
【００３２】
困難領域(3)が無く、レチクル設計上及び製造上容易であり、また超微細化も可能である。領域(4)がないことから、パターン部の透過性に関係なく超微細化が可能である。制御因子が少なくシンプルであり、掘り込みでも位相シフタを容易に作製出来る。
これが位相シフタをパターン部の内側に位置させたほうが良い理由である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】磁気薄膜ヘッドの構造を示す説明図である。
【図２】磁気薄膜ヘッドの記録ヘッド部の製造工程を示す説明図である。
【図３】従来のレチクルの構成を示す説明図である。
【図４】位相シフタを併用した従来のレチクルの構成を示す説明図である。
【図５】第１の実施例のレチクルの構成を示す説明図である。
【図６】第２の実施例のレチクルの構成を示す説明図である。
【図７】レチクルと光の強度の関係を示す説明図である。
【図８】レチクルの細部構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          基板
２          下部シールド
３          上部シールド
４          再生ギャップ層
５          磁気抵抗効果素子膜
６          磁気抵抗効果ヘッド
７          絶縁膜
８          端子
９          ライトギャップ層
１０        磁気コイル
１１        書き込み用磁極
１１ａ      ポール部
１１ｂ      ヨーク部
１２        インダクティブヘッド
１３        磁性薄膜
１４        レジスト
１４ａ      開口パターン
１５        磁性膜
１６        下層レジスト
１６ａ      開口パターン
１７        上層レジスト
１７ｂ      開口パターン
１８        開口パターン
１００      レチクル
２１        遮光パターン
２２        半遮光パターン
３１        位相シフタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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